JPS5871392A - アルミニウムの模様付け表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウムの表面に各種の模様や図柄を自
在に生成するための表面処理方法に関する。

本明ｍ　書においてアルミニウムとはアルミニウム及び
アルミニウム合金を総称するものである。

従来より、複雑な断面形状を有する建材用のア／ｌ／ミ
ニウムの表面に模様を生成する方法として、陽極酸化処
理前の一ア／ｌ／ミニウムを一定の液中に侵して１ｉｆ
ｉ’にする方法が種々提案されている。

このような方法は、通電処理によって発生した水素ガス
がアルミニウムの表面に形成する上昇軌跡を模様とする
ものであるが、通電処理時における水素ガスの発生が常
に一定せず極めて不規則であるため、アルミニウムの表
面に一定シた規則的な模様を生成することができず、又
、同一模様を再現することのできない不都合を有してい
る。

更に、このよひな方法による模様が専ら水素ガスの」二
昇軌跡に依存していることがら、単調な線模様や柾１１
模様しか得られず、アルミニウムの用途に応した外観意
匠にふされしい模様を随意得ることのできない不都合を
有している。

一方、自由なデザイン模様を得ようとすれば一般的な印
刷方法に勝るものはないが、複雑な断面形状を有する建
材用アルミニウムには適用できない問題点を有している
。

そこで、本発明は複雑な断面形状を有するアルミニウム
に対してでも、単調な線模様ばかり自由な色調の模様を
生成することのできる模様付は表面処理方法を提供する
ことを目的として、独自の創意工夫を凝らしたものであ
る。

即ち、本発明方法は、常法によって陽極酸化皮膜を生成
したアルミニウムを、−ＯＨ基もしくは−ＣＯＯＨ基を
含む有機酸、オルトリン酸。

ピロリン酸、亜すン酸、クロム酸、硫酸アミド、４ｏＶ
／Ｖ％以上の高濃度硫酸又はこれらの塩のうち１種又は
２種以上を主体とする浴中で電解処理した後、着色処理
をして着色陽極酸化皮膜を生成し、一方、後工程の２次
電解着色処理を阻害する物質を薄膜上に適宜付着させて
、阻害物質の付着部分と非付着部分による適宜の模様や
図柄を描くとともに、上記付着部分に油性染料による模
様や図柄を描き、この模様や図柄を描いた面を上にして
上記薄膜を液体上に浮かべ、模様や図柄を描いた面に上
記着色陽極酸化皮膜を生成したアルミニウムを押しっケ
ナカラ液中に沈め、液圧を利用して薄膜をアルミニウム
の表面に密着させることにより、上記電解着色阻害物質
と油性染料を同時にアルミニウムの表面に付着させた後
、薄膜を除去したアルミニウムに更に電解着色処理を施
して、前記電解着色阻害物質の非付着部分を着色するこ
とにより、上記阻害物質付着部分と非付着部分の色調の
差異に基く着色模様を生成することを特徴とするもので
ある。

更に本発明方法を詳述すれば、まずアルミニウムの表面
に陽極酸化皮膜を生成するにあたっての常法とは、脱脂
、洗浄、エツチング、スマット除去などの前処理を行な
ったアルミニウムを、硫酸、蓚酸、硫酸蓚酸混酸などの
多孔性酸化皮膜を生成する浴中で、直流電解、交流電解
又は交直重畳電解などその他同等の効果を有する電流波
形を用いて電解処理することである。

この時発色を伴う処理を行なってもよい。

そして、このようにして生成されたアルミニウムの陽極
酸化皮膜を更に電解処理して、陽極酸化皮膜の特性を変
化させるのであるが、特性の変化とは微細孔の構造を常
法のものと異なった複雑なものにすることなどである。

そのための処理浴としては、オルトリン酸。

ピロリン酸、亜すン酸、クロム酸、硫酸アミド、４０Ｖ
、／’Ｖ％以上の高濃度硫酸又はこれらの塩のうち１種
又は２種以上の無機酸を主体とするものであり、他に、
リンゴ酸、グルコン酸、マレイン酸、クエン酸１．マロ
ン酸、酒石酸、クレゾールスルホン酸、スルホフタル酸
、スルホサリチル酸、没食子酸、安息香酸、フタル酸１
石伏酸などの一〇Ｈ基あるいは−ＣＯＯＨ基を含む有機
酸もしくはこれらの塩のうち１種又は２種以上を主体ど
する浴が用いられる。又、上記無機酸、有機酸を適宜混
合して用いることもできる。

電流波形としては、交流もしくはこれと同様に正負の極
性が交互に交換する波形、直流又は交直゛重畳波形を用
いる。処理電圧は５〜５０Ｖが好ましく、処理時間は１
〜１０分で充分な効果が得られる。ここでの電解処理に
おいて交流を用いた場合、予め施された陽極酸化皮膜に
生じる特性変化を直流を用いた場合よりも大きくするこ
とができる。一方、直流は交流ｔこ比べて陽極酸化皮膜
に変化を与える範囲は狭いといえるが、電解処理時の電
流密度を抑える効果を有しているとともに、着色皮膜の
性能としては交流処理の場合よりも良好なものとなる。

この電解処理の後着色処理を行なう。ここでの着色処理
は何ら格別なものではな〈従来公知の方法を適宜採用す
ることができる。

例えば、ニッケル、コバルト、Ｍ、ｇ、マンガン、亜鉛
、クロム、鉄、鉛、モリブデンなどの着色に関与する各
種金属の酸もしくは塩を含む着色浴２これらの金属の酸
もしくは塩に過酸化水素水を加えた着色浴中で、交流電
解、直流陰極電解又は受石重畳電解など適宜電流波形を
用いて電解処理する方法があげられる。又、染色処理）
こよって着色してもよい。

このような１次着色処理によって陽極酸化皮膜は、ブロ
ンズ、アンバー、黒色などの従来の色調はもとより、緑
、青、赤、黄、褐色などの各種色調に着色される。

この後、着色陽極酸化皮膜を湯洗処理してもよい。

即ち、本発明は後工程の電解着色処理を阻害する物質を
アルミニウムに付着させることを模様付けのための条件
としているが、この阻害物質の付着のためにはアルミニ
ウムの表面が乾燥している状態が好ましい。

一般にアルミニウムは通電処理の後水洗処理を受けるも
のであるが、水洗後の表面はなかなか乾燥し難いので生
産効率を上げるためには実用土湯洗処理をして乾燥時間
を短縮することが最適なものとなる。ところが、常法に
よって得られた陽極酸化皮膜又は着色陽極酸化皮膜を単
に湯洗処理すると、封孔処理された状態となって陽極酸
化皮膜としての活性度を失ない、その後の電解着色処理
において着色に関与する金属が析出し得ないことになる
のである。

そこで、このような封孔作用を伴なわない湯洗処理を考
えれば、上述の如き特性変化のための電解処理は重要な
意味を持っており、当該電解処理によって陽極酸化皮膜
は封孔されにくい状態に特性変化され、湯洗処理が可能
となるのである。

湯洗処理の条件としては原則として純水を用いることが
好ましいが、これに限る必要はなく中性付近の界面活性
剤を含む水やその他薬品を適宜含むものの使用も可能で
ある。封孔作用を伴なわない湯洗を可能にする処理時間
は５０〜９０℃で１〜３０分間、９０〜１００℃で１〜
１０分間が好ましく、この範囲内で自由に選択すること
ができる。

尚、この湯洗処理工程を加えた場合、上記特性変化のた
め′の電解処理工程と湯洗処理工程の間に着色処理工程
が介在することになるが、当該着色処理工程は特性変化
された陽極酸化皮膜の微細孔内に単に金属を析出させた
り、染色するに止まり、陽極酸化皮膜の特性を更に変化
させたりするものでは決してなく、後工程の湯洗処理効
果に与える悪影響は全くない。

そして、上述のように特性変化された着色陽極酸化皮膜
を湯洗処理すると、当該着色陽極酸化皮膜は封孔される
ことなくその表面状態の均＝化が得られるので、処理槽
からの引上げ後は速やかに乾燥状態となって次工程の模
様付けのための電解着色阻害物質付着処理に移ることが
できる。

電解着色処理を阻害する物質とは、当該処理時の電気を
通さないものや、物質の性格上着色作用そのものを阻害
して、アルミニウム表面に生成された陽極酸化皮膜のｇ
ｊ細孔中に金属を析出させにくくするものであるが、本
発明において油性染料の使用を要件としているところか
ら、この油性染料を溶解させる性質を有することが必要
となる。

このような阻害物質としては、ジブチルフタレート、グ
リセリン、エチレングリコール、アヤテート、エチレン
グリコールブチｐエーテｌレアセテート、高級脂肪酸エ
ステルなどの物質があげられる。又、このような物質に
アセトン。

メチルエチルケトンなどの溶剤を混合させた場合、油性
染料と上記物質との馴染みがよくなる。

油性染料は格別・なものを使用するものではなく一般的
な市販品で充分である。

上記の阻害物質及び油性染料を用いて薄膜上に模様や図
柄を描く場合、いずれを先に薄膜上に付着させても構わ
ないが、油性染料による図柄模様は阻害物質付着部分に
重ねて描く必要があり、阻害物質の非付着部分には後工
程の電解着色による着色を可能にするために油性染料を
付着させないようにする。

なお、上記阻害物質の付着及び油性染料の付着にあたっ
ては、スクリーン印刷、グラビア印刷、凸版印刷などの
適宜印刷手段やその他種々の手段を採用することができ
る。

このようにして、薄膜上に阻害物質の付着部分及び非付
着部分による任意の図柄模様を描いた後、アルミニウム
の表面に薄膜を密着させるものであるが、アルミニウム
の表面に薄膜を密着させる手段として液圧が利用される
。

液体上に浮かべて、この図柄模様を描いた面にアルミニ
ウムを押しっけながら液中に沈めることにより、薄膜を
アルミニウムの表面に密着させることである。この手段
によっていかに複雑な断面形状を有するアルミニウムで
あってでも、その表面全体にわたってくまなく薄膜を密
着させることができるのである。

このような薄膜の密着によって薄膜上の阻害物質及び油
性染料がア／Ｌ’ミニウムの陽極酸化皮膜又は着色陽極
酸化皮膜の表面に同時に付着する結果、その表面全体に
わたって阻害物質及び油性染料による図柄模様がそのま
ま転写されるのである。

この後、薄膜は除去されるが、′その除去にあたっては
湯洗処理をしたり、有機溶剤などの適宜除去剤を用いた
剥離処理が行なわれる。

そして、薄膜除去後のアルミニウムに対して更に電解着
色処理を施すのであるが、ここでの電解着色処理は先に
説明した電解着色処理と同様の方法で行なうものである
。

この時、アルミニウムの陽極酸化皮膜又は着色陽極酸化
皮膜には、電解着色処理の阻害物質が図柄模様を成して
部分的に付着しているので、その付着部分には電解着色
処理の効果が及ばず、阻害物質の非付着部分にのみ着伍
効果が及ぶのである。

従って、ここでの電解着色処理の結果、阻害物質付着部
分は先の着色処理による着色陽極酸化皮膜のままである
から、゛阻害物質の非付着部分に施された色調との間に
差が生じ、その差に基く着色模様が生成するのである。

而も、本発明においては、上記阻害′物質付階部゛分に
油性染料も付着しているので、この油性染料による染色
部分も電解着色処理の影響を受けることがなく、従って
、染色部分の色調と阻害物質非付着部分における色調と
が異なり、この色調の差異に上記の色調の差異が加わっ
て、着色陽極酸化皮膜、染色部分及び阻害物質非付着部
分による６種類の異なった色調に基く着色模様を生成す
ることかできるのである。

なお、阻害物質は湯洗処理又は有機溶剤中での浸せき処
理によって除去することができる。

以上のように、本発明方法は、３種類以上の色調差に基
く着色模様の生成を可能にするものであって、且つ薄膜
の密着を利用するものであるから複雑な断面形状のアル
ミニウムに対しても、着色模様を確実に生成するもので
あり、実用上極めて有益な模様付は表面処理方法である
。

以下、本発明方法の実施例について説明する。

〔実施例１〕 アルミニウム合金Ａ　６０６８８を１ｏｗｔｌ硝酸に浸
漬して脱脂洗浄した後、５ｗｔ％の水酸化ナトリウム溶
液に５０℃で１０分間浸漬しエツチング処理を施し、１
ＱＷｆ％硝酸に浸漬してヌマノト除去を行なった。この
アルミニウム合金を硫酸１５ｗｔ１．浴温２０ｔ：、電
密１．ＯＡ肩の条件で３０分間陽極酸化処理を施し、次
いで亜らン酸２００９／ｅの浴中で陽極に接続して、浴
温２０℃、Ｄ、Ｃ，２０Ｖの条件で４分間電解処理した
後、硫酸マンガン１０　ｆ／ｅ　、過酸化水素水１０ｗ
ｅ／ｅの浴中で、アルミニウムを陰極に接続して浴ＩＦ
ｉ１２０℃、Ｄ、Ｃｌ０Ｖの条件で３０秒間電解すると
、淡黄上色の着色皮膜が生成した。このアルミニウム合
金を液体上に浮かべた薄膜に押圧して液中に沈める。こ
の薄膜には予め油性染料（Ｏｎ　Ｒｅｄ　ＯＧオリエン
ト化学製）が部亦的に模様を描くように付着していると
ともに、この油性染料の模様部分に重なるようにして、
でれている。

このような薄膜を液中に沈めてアルミニウム合金の表面
に薄膜を密着させることにより、上記油性染料と阻害物
質をアルミニウム合金の着色陽極酸化皮膜上ｔこ付着転
写させた。

次いで、薄膜を除去した後、硫酸マンガン１０ｆ／ｅ　
、過酸化水素水１０　ｍｌ／（ｌの浴中でアルミニウム
合金を陰極に接続して浴温２０℃、　Ｄ、Ｃ。

質非付着部分のみが茶色に着色された。

この結果、アルミニウム合金の表面には淡黄上色、赤色
染色、及び茶色の６色から成る着色模様が描かれた。

〔実施例２〕 実施例１と同様に陽極酸化皮膜生成処理９．電解処理及
び電解着色処理を行なって、アルシミニウム谷金の表面
に淡黄上色の着色陽極６化皮膜を生成した。このアルミ
ニウム合金を実施例１と同様に液体上に浮かべた薄膜に
おしつけて液中に沈めた。この薄膜には予め油性染料（
ＯｉｌＯｒａｎｇｅ　ＰＳオリエント化学製）が部分的
に模様を描くように付着しているとともに、この油性染
料の模様部分に重なるようにして、エチレングリコール
とエチレングリコールブチルエーテルアセテートの混合
物から成る阻害物質をグラビア印刷しである。

この薄膜を液中に沈めてアルミニウム合金の表面に上記
油性染料と阻害物質を転写付着させた後、硫酸ニッケ）
ｖａ　ｏ　ｆ／１１　、硫酸第１錫２　ｆ／ｅ、ａ酸５
ｙｙｅ、　　スルホサリチル酸８９７ｅから成る浴中で
浴温２０℃、Ａ・Ｃ，２０Ｖの条件で１分間電解処理す
ると、上記阻害物質非付着部分のみがブロンズに着色し
た。

この結果、アルミニウム合金の表面には淡黄出色、オレ
ンジ染色及びブロンズの３色から成る着色模様が描かれ
た。

特許出願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 常法によって陽極酸化皮膜を生成したアルミニウムを、
   −〇Ｈ基もしくは−ＣＯＯＨ基を含む有機酸、オルトリ
   ン酸・、ピロリン酸、亜リン酸、クロム酸、硫酸アミド
   、４０Ｖ／’Ｖ％以上の高濃度硫酸又はこれらの樵のう
   ち１種又は２種以上を主体とする浴中で電解処理した後
   、着色処理をして着色陽極酸化皮膜を生成し、一方、電
   解着色阻害物質を薄膜上に適宜付着させて電解着色阻害
   物質の付着部分と非付着部分による適宜の模様や図柄を
   描くとともに、上記付着部分に油性染料による模様や図
   柄を描き、この模様や図柄を描いた而を上にして上記薄
   膜を液体上に浮かべ、模様や図柄を描いた面に上記着色
   陽極酸化皮膜を生成したアルミニウムを押しつけながら
   液中に沈め、液圧を利用して薄膜をアルミニウムの表面
   に密着させることにより、上記電解着色阻害物質と油性
   染料を同時にアルミニウムの表面に付着させた後、薄膜
   を除去したアルミニウムに更に電解着色処理を施して、
   前記電解着色阻害物質の非付着部分を着色することによ
   り、上記阻害物質付着部分と非付着部分の色調の差異に
   基く着色模様を生成することを特徴とするアルミニウム
   の模様付は表面処理方法。